Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik "Einschaltdrift" am OP


von Joachim .. (joachim_01)


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Hab gerade mal nen Test an nem OP, ST TS912D Rail to Rail gemacht. 
Demnach läüft die Ausgangsspannung bei nahezu konstanter 
Eingangsspannung innerhalb von 5min um ca 70mV von 2,273V auf 2,205V in 
einer fallenden e-Funktion weg. Nach weiteren 5min wird die Schalung 
dann allmählich stabil. Temperatur war niedrig, geschätzte 14° Grad, 
single Vcc=5V.
Liegt's an der niedrigen Termperatur? Ich hab so den Eindruck, die 
kleine Substratfläche will sich ein wenig erwärmen, hat aber eine so 
geringe Wärmekapazität, sodaß es die gesamte Energie zuerst schnell und 
dann immer langsamer an die sich erwärmende Umgebung abgibt.

Hab ich da Mist gemessen, ist das realistisch oder taugt einfach nur die 
Beschaltung nix?
Die Schaltung wird als Luftdrucksensor (Höhenmesser) für einen 
Quadrokopter genutzt. Die Leute klagen hin und wieder über sinkende 
Höhe. Ob das damit in irgendeiner Form im Zusammenhang steht?

von Jens G. (jensig)


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Zeige doch mal den Schaltplan. Es ist müßig, über etwas zu spekulieren, 
dessen Aufbau man nicht kennt. Wenn der OPV auf eine ziemlich hohe 
VErstärkung eingestellt ist, wird aus der nahezu konstanten 
Eingangsspannung ein nahezu instabiler Ausgangswert.

von Christian L. (cyan)


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Es könnte schon sein, dass das die Warm-up drift ist. Leider ist die ja 
im DB nicht weiter spezifiziert. Aber die Form der Veränderung könnte 
ein Indiz sein. Wenn man das mal mit dem OP27 Figure 15 (AD) bzw. Figure 
2 (TI) oder beim LT1028 Seite 6 vergleicht. Der Wert von 70mV kommt mir 
allerdings etwas hoch vor aber du schreibst ja auch nicht, ob das Signal 
noch verstärkt wird.

LG Christian

von Joachim .. (joachim_01)


Angehängte Dateien:

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Hier die Schaltung.

von Joachim .. (joachim_01)


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Auf R25/26 wird PWM draufgegeben, dadurch verändert sich der Strom am 
Knoten R19/R21/R22. Während meiner Beobachtung hat sich hier aber nichts 
verändert.

>Der Wert von 70mV kommt mir allerdings etwas hoch vor
Ich habe die Meßreihe zweimal durchgeführt, beide Male ein ähnliches 
Ergebnis.

von nicht "Gast" (Gast)


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Bei der Zeitkonstante sind Temperatureffekte naheliegend. Dielektrische 
Absorption in C4 wäre aber auch nicht ausgeschlossen. Was ist das für 
ein Kondensator-Typ?

von Ulrich (Gast)


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Die Schaltung wird eine gut 20 fache Verstärkung habe. Da sind dann 70 
mV Drift am Ausgang nicht mehr so viel. Der TS912 ist ja kein Präzisions 
OP, sondern Rail-Rail, CMOS. Es kann aber auch die Drift des Sensors 
selber dazu kommen.  Da hilft dann ggf. ein besserer OP.

von Anja (Gast)


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Christian L. schrieb:
> Leider ist die ja
> im DB nicht weiter spezifiziert.

Im Datenblatt lese ich 5uV/K bei ca 36-facher Verstärkung würden 70mV ca 
400 Grad Temperaturdrift entsprechen.

nicht "Gast" schrieb:
> Dielektrische
> Absorption in C4 wäre aber auch nicht ausgeschlossen.
Ist aber auch nur wahrscheinlich wenn ein Elko/Tantal verwendet wird.

Die wahrscheinlichste Ursache für die Drift ist daß der Sensor nicht 
ratiometrisch ausgewertet wird und die Versorgungsspannung anders 
driftet wie die Referenzspannung.

Ferner sehe ich folgende Schwachstellen in der Schaltung:
- R11 ist für Präzisionsanwendungen viel zu hochohmig.
  Probleme gibt es vor allem dann wenn die Messhäufigkeit hoch ist
  (öfter als ca alle 20 ms) oder außer auf diesem Kanal
  noch auf anderen Kanälen gemessen wird.

- R26/C31 hat eine Zeitkonstante von ca 15us -> eine PWM-Frequenz müßte
  weit im MHz bereich liegen damit der Rest-Ripple 10 Bit 
Analogauflösung
  entspricht.

Gruß Anja

von Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


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Joachim ... schrieb:
> Liegt's an der niedrigen Termperatur?
Kältespray und Heißluftföhn wären da meine nächsten Handgriffe.
Und zudem ein (stabiler) Spannungsteiler statt des Luftdrucksensors...

von Friedrich Seuhs (Gast)


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Dein Sensor ist ratiometrisch, also der Ausgang ist proportional zur 
Versorgungsspannung. Daher solltest du auch die Versorgung nach dem 
Einschalten // zum Ausgang beobachten.
Was für eine Versorgung verwendest du und schaltest du die gemeinsam aus 
und ein?

von Cubi (Gast)


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Ich versteh noch nicht so ganz den Sinn der PWM. Soll das eine Änderung 
der Verstärkung bewirken?

von Claudia (Gast)


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>Ich versteh noch nicht so ganz den Sinn der PWM. Soll das eine Änderung
>der Verstärkung bewirken?

Arbeitspunkteinstellung durch variablen Offset, um die endliche 
ADC-Auflösung optimal zu nutzen?

>Demnach läüft die Ausgangsspannung bei nahezu konstanter
>Eingangsspannung innerhalb von 5min um ca 70mV von 2,273V auf 2,205V in
>einer fallenden e-Funktion weg.

Was heißt denn "nahezu konstant"? Ich denke, der Drucksensor ist der 
Übeltäter und seine Ausgangsspannung driftet aus irgendeinem ganz 
normalen Grund.

von Jens G. (jensig)


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>>Ich versteh noch nicht so ganz den Sinn der PWM. Soll das eine Änderung
>>der Verstärkung bewirken?

>Arbeitspunkteinstellung durch variablen Offset, um die endliche
>ADC-Auflösung optimal zu nutzen?

Auch diese PWM hat einen Pegel - ist der wirklich so konstant? Geht 
nämlich voll mit in den Ausgangswert ein.

Auserdem - vielleicht schwingt der OPV ein klein wenig, dann bekommt man 
auch die lustigsten Meßergebnisse. Also mal den Oszi ranhängen.

von Claudia (Gast)


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>Auserdem - vielleicht schwingt der OPV ein klein wenig, dann bekommt man
>auch die lustigsten Meßergebnisse. Also mal den Oszi ranhängen.

Dachte ich auch zuerst. Aber die Phasenganganalyse zeigt eine 
vernachlässigbare "phase lag" in der Gegenkopplung. Die Schaltung sollte 
eigentlich stabil laufen.

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